CN104952821B - 具有外部连接凸块的半导体器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有外部连接凸块的半导体器件。一种半导体器件包括主结构、以及被提供在主结构的表面之上的有源凸块和虚设凸块。有源凸块布置在第一到第n行中。定位在每一行中的有源凸块在第一方向上以预定的第一间距排列。有源凸块的第一到第n行在垂直于第一方向的第二方向上排列。对于作为从1到n‑1的任何一个整数的j而言，第（j+1）行在第二方向上以第二间距从有源凸块的第j行偏移，并且在第一方向上以预定的子间距从有源凸块的第j行偏移。虚设凸块在第一方向上以第一间距排列，并且每一个虚设凸块在第二方向上的长度长于第二间距。

Description

具有外部连接凸块的半导体器件

技术领域

本申请要求2014年3月31日提交的日本专利申请号2014-074075的优先权，该日本专利申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体器件，更具体地涉及除有源（active）凸块之外还包括虚设凸块（bump）的半导体器件。

背景技术

半导体器件除有源凸块之外还可以包括对于电路操作原本不必要的虚设凸块，所述有源凸块实现与外部设备的电连接以用于接收和传送电源电压和信号。

在下文中，作为这样的半导体器件的一个示例而讨论了包括虚设凸块的液晶驱动器。

液晶驱动器通常安装在显示面板的玻璃衬底上。在一种用于将液晶驱动器安装在显示面板上的已知结构中，设置在液晶驱动器上的有源凸块被压靠着跨ACF（各向异性导电薄膜）设置在玻璃衬底上的电极片，以提供有源凸块与电极片之间的电连接。

在使用ACF的安装技术中，期望的是凸块基本上均匀地布置在半导体器件的表面之上。因此，具有与有源凸块类似的形状的虚设凸块可以布置在其中未布置有源凸块的半导体器件的表面的区域中。

尽管这样的虚设凸块对于半导体器件的电路操作是不必要的，但是保护元件如与有源凸块连接的情形那样与虚设凸块连接，这是由于静电放电保护的必要性。提供虚设凸块与保护元件之间的电连接的互连被进一步设置为最接近半导体器件的表面的顶部金属层。

不合期望地，半导体器件的表面的不是小部分被将虚设凸块与保护元件连接的顶部金属互连所占据。最接近半导体器件的表面的顶部金属互连可以被形成为具有减小的阻抗，这是由于与设置在半导体器件的内部的那些互连相比，允许顶部金属互连具有增加的厚度和宽度。因此，顶部金属互连适于用作电源系统的互连。

特别地，将电源电压供应到集成在虚设凸块正下方的半导体器件的内部区域中的模块的互连被期望地形成为顶部金属互连。

日本专利申请公开号2007-103848 A公开了一种涉及上述背景的半导体器件。在该专利文档中公开的半导体器件包括半导体芯片。半导体芯片包括焊接区、介电薄膜和凸块电极。焊接区形成在半导体衬底上。介电薄膜具有暴露焊接区的顶面的开口。凸块电极被形成为覆盖介电薄膜，包括开口。焊接区的大小小于凸块电极。除焊接区之外的互连形成在跨介电薄膜的凸块电极的下方。

发明内容

因此，本发明的一个目的是要保证其中允许顶部金属互连被灵活地置于一组虚设凸块的正下方的区域。其它目的和新特征将根据说明书和附图的公开内容而理解。

在一个实施例中，有源凸块以交错布置进行布置并且具有比有源凸块更长的长度的虚设凸块靠近有源凸块在某一方向上排列。为虚设凸块提供电连接的虚设凸块接触部也在该某一方向上排列。

本发明允许保证其中允许顶部金属互连被灵活地置于一组虚设凸块的正下方的区域。

附图说明

图1是示意性地图示了液晶显示面板与液晶驱动器之间的连接的一个示例的框图；

图2图示了半导体器件上的凸块的示例性布置；

图3A是图示了在图2中图示的有源凸块组和虚设凸块组的布置的详细示例的平面视图；

图3B是图示了在图3A中指示的截面A-A上的半导体器件的截面结构的截面视图；

图4图示了以两行交错布置进行布置的虚设凸块的一个示例性布置；

图5图示了以四行交错布置进行布置的虚设凸块的示例性布置；

图6A图示了在本发明的第一实施例中的半导体器件的一个配置示例中的凸块的布置；

图6B是图示了在图6A中图示的有源凸块组和虚设凸块组的布置的详细示例的平面视图；

图6C是图示了在图6B中指示的截面B-B上的半导体器件的截面结构的截面视图；

图7A图示了其中电源顶部金属互连被置于第一实施例中的顶部金属放置允许区域中的示例性结构；

图7B是图示了在图7A中指示的截面C-C上的结构的截面视图；

图7C图示了其中虚设凸块的长度被减小的图7A中图示的结构的一个修改；

图7D图示了其中虚设凸块的长度被进一步减小的图7A中图示的结构的另一修改，；

图8A图示了根据第二实施例的半导体器件的虚设凸块、有源凸块和电源顶部金属互连的布置的一个示例；

图8B是图示了在图8A中图示的截面D-D上的半导体器件的截面结构的截面视图；

图9A图示了根据第三实施例的半导体器件中的虚设凸块、有源凸块和电源顶部金属互连的布置的一个示例；

图9B是图示了在图9A中图示的截面E-E上的半导体器件的截面结构的截面视图；

图10A图示了根据第四实施例的半导体器件中的虚设凸块、有源凸块和电源顶部金属互连的布置的一个示例；以及

图10B是图示了在图10A中图示的截面F-F上的半导体器件的截面结构的截面视图。

具体实施方式

现在将在本文中参照说明性实施例来描述本发明。本领域技术人员将认识到，可以使用本发明的教导实现许多可替换的实施例并且本发明不限于出于解释性目的而说明的实施例。

在以下实施例中，作为包括虚设凸块的半导体器件的示例而描述了液晶驱动器。为了容易理解本实施方式的实施例，首先给出液晶驱动器的一个示例的描述。

图1是示意性地图示了液晶显示面板1与被配置为液晶驱动器的半导体器件3之间的连接的一个示例的框图。在图1中，附图标记“2”表示一组互连。

半导体器件3包括第一有源凸块组31、虚设凸块组32、第二有源凸块组33和电源凸块组34。

尽管在图1中互连2与显示面板1分离地图示，但是在实际实现中互连2可以集成在显示面板1上。

显示面板1包括设置在玻璃衬底上的多个电极片。互连2提供显示面板1的电极片与半导体器件3的有源凸块之间的连接。

一般而言，显示面板1的宽度比半导体器件3的宽度更宽，并且形成在玻璃衬底上的互连的所允许的最小间隔比集成在半导体器件中的互连的所允许的最小间隔更宽。另一方面，期望的是，形成在玻璃衬底上的互连的长度被减小为尽可能短。

因此，在一个实施例中，有源凸块可以分组成在宽度方向上布置在半导体器件的相应两端处的两组。

在这样的布置中，虚设凸块组32可以设置在两个有源凸块组31和33之间，以通过增强凸块布置的均匀度来改进利用ACF的设备安装的精度。

图2图示了半导体器件3上的凸块组31至34的示例性布置。如以上所描述的，半导体器件3包括第一有源凸块组31、虚设凸块组32、第二有源凸块组33和电源凸块组34。

第一有源凸块组31包括多个有源凸块311，并且第二有源凸块组33包括多个有源凸块331。虚设凸块组32包括多个虚设凸块321。电源凸块组34包括多个电源凸块341。

在图2中图示的示例中，第一有源凸块组31、虚设凸块组32和第二有源凸块组33沿着半导体器件3的面向+y方向的边（其在图2中被图示为上边）布置。另一方面，电源凸块组34沿着半导体器件3的面向-y方向的边（其在图2中被图示为下边）布置。

第一有源凸块组31靠近半导体器件3的左边（面向-x方向的边）布置，并且第二有源凸块组33靠近半导体器件3的右边（面向+x方向的边）布置。虚设凸块组32布置在第一有源凸块组31与第二有源凸块组33之间。

在图2中图示的示例中，第一和第二有源凸块组31和33的有源凸块以及虚设凸块组32的虚设凸块布置在半导体器件3的表面上以总体形成“三行交错布置”。

“交错布置”是如下这样的布置：其中例如多个元件以在水平方向上具有第一间距并且在竖直方向上具有第二间距的行和列进行排列，其中相邻行中的元件在水平方向上以第一间距的一半彼此偏移。如果交错布置包括在竖直方向上排列的两行，则交错布置也被称为两行交错布置。类似适用于三个或更多行在竖直方向上排列时的情形。

在图2中图示的三行交错布置中，从顶部起第二行（即中间行）以间距的三分之一关于顶行向右偏移，并且从顶部起第三行（即底行）以间距的三分之二向右偏移。

图3A是图示了有源凸块组31、33和虚设凸块组32的布置的详细示例的平面视图，并且图3B是图示了在图3A中指示的截面A-A上的半导体器件3的截面结构的截面视图。

在图3A中图示的结构包括多个第一有源凸块311、多个虚设凸块321、多个第二有源凸块331、多个保护元件327以及用于提供与保护元件327的电连接的多个顶部金属互连323。在图3B的截面视图中图示的是虚设凸块321、接触部322、顶部金属互连323、第一通孔接触部324、内部互连325、第二通孔接触部326和保护元件327。

在图3A中，由虚线指示保护元件327，这是因为保护元件327集成在图2中所示的半导体器件3的主结构36内，其中主结构36包括包含各种元件（包括保护元件327）的半导体衬底36a和提供元件之间的连接的内部互连（未示出）。在图3A中图示的其它元件提供在半导体器件3的主结构36上或之上。

在图3A和3B中图示的元件之间的连接如下：每一个虚设凸块321经由接触部322、顶部金属互连323、第一通孔接触部324、内部互连325和第二通孔接触部326（它们以该次序串联连接）与保护元件327电连接。虚设凸块321与保护元件327之间的连接可以依赖于保护元件327的布置而进行各种修改。例如，虚设凸块321和保护元件327可以经由单个通孔接触部而不是第一通孔接触部324、内部互连325和第二通孔接触部326的组合进行连接。可替换地，可以使用附加内部互连和/或通孔接触部。

返回参照图3B，虚设凸块321经由接触部322和顶部金属互连323与主结构36的顶表面36b连接。每一个虚设凸块321以预定间隔从半导体器件3的主结构36的顶表面36b间隔开。虚设凸块321与主结构36的顶表面36b之间的间隔（其主要依赖于接触部322的结构）优选地对于所有虚设凸块321都相等。所有虚设凸块321沿着半导体器件3的主结构36的顶表面36b布置。

尽管未图示，但是第一和第二有源凸块311和331类似于虚设凸块321进行构造。第一和第二有源凸块组31和33的所有有源凸块311和331也沿着半导体器件3的主结构36的顶表面36b布置。优选的是，从半导体器件3的主结构36的顶表面36b的间隔对于所有有源凸块311、331和虚设凸块321都相等。有源凸块311和331的每一个也经由接触部322、顶部金属互连323、第一通孔接触部324、内部互连325和第二通孔接触部326（它们以该次序串联连接）与保护元件327电连接。然而，应当指出的是，有源凸块311和331还与涉及针对显示面板1的信令的电路连接，这与虚设凸块321不同。

在图3A中图示的示例中，有源凸块311、331和虚设凸块321以“三行交错布置”进行布置。在下文中，有源凸块311和331以及虚设凸块321在水平方向（x轴方向）上排列的间距被称为第一间距，并且有源凸块311和331以及虚设凸块321在竖直方向（y轴方向）上排列的间距被称为第二间距。此外，相邻行的凸块之间的偏移量被称为子间距。

在图3A和3B中图示的结构中，提供虚设凸块321与保护元件327之间的电连接的与虚设凸块321相同数目的顶部金属互连323布置在虚设凸块321的正下方（关于虚设凸块321位于-z方向上）。此外，顶部金属互连323的长度依赖于相应的顶部金属互连323所连接到的虚设凸块321的行而变化。这导致其中不能放置其它顶部金属互连的顶部金属互连放置不可能区域35占据主结构36的顶表面36b的有效面积。

应当指出的是，不管凸块的行数如何，只要有源凸块311、331和虚设凸块321以交错布置进行布置，则都不可避免地存在有顶部金属互连放置不可能区域35。

在下文中，n行交错布置被定义如下：整数“n”指示交错布置中的行数。对于在其上布置元件（在本实施例中为凸块）的特定面，元件在包括于该特定面中的第一方向上的间距被称为第一间距，而元件在垂直于第一方向并包括于该特定面中的第二方向上的间距被称为第二间距。第一间距的n分之一被称为子间距。

有源凸块311、331和虚设凸块321以n行进行排列，并且接触部322也以n行进行排列。有源凸块311、331和虚设凸块321依赖于行而被分组成第一到第n凸块组。在第i行中排列的凸块（包括有源凸块311、331和虚设凸块321）被总称为第i凸块组，其中i是从1到n的整数。有源凸块311、331和虚设凸块321的第一到第n行以该次序（或以升序）在第二方向上排列。对应地，接触部322依赖于行而被分组成第一到第n接触部组。在第i行中排列的接触部被总称为第i接触部组。

对于从1到n的任何一个i而言，属于第i凸块组的凸块（有源凸块311、331和虚设凸块321）以第一间距在第一方向上排列。对应地，属于第i接触部组的接触部以第一间距在第一方向上排列。

对于从1到n-1的任何一个整数j而言，第j凸块组和第（j+1）凸块组以第二间距在第二方向上彼此偏移，并且第（j+1）凸块组以子间距在第一方向上从第j凸块组偏移。对应地，第j接触部组和第（j+1）接触部组以第二间距在第二方向上彼此偏移，并且第（j+1）接触部组以子间距在第一方向上从第j接触部组偏移。

图4图示了以两行交错布置进行布置的虚设凸块321的一个示例性布置，并且图5图示了以四行交错布置进行布置的虚设凸块321的示例性布置。

（第一实施例）

图6A图示了本发明的第一实施例中的半导体器件4的一个配置示例中的由附图标记41至44表示的各个凸块组的布置。在图6A中图示的半导体器件4包括第一有源凸块组41、虚设凸块组42、第二有源凸块组43和电源凸块组44。

第一有源凸块组41包括多个有源凸块411并且虚设凸块组42包括多个虚设凸块421。第二有源凸块组43包括多个有源凸块431并且电源凸块组44包括多个电源凸块441。

在图6A中图示的示例中，第一有源凸块组41、虚设凸块组42和第二有源凸块组43沿着半导体器件4的面向+y方向的边（其在图6A中被图示为上边）布置。另一方面，电源凸块组44沿着半导体器件4的面向-y方向的另一边（其在图6A中被图示为下边）布置。

第一有源凸块组41靠近半导体器件4的左边（面向-x方向的边）布置，并且第二有源凸块组43靠近半导体器件4的右边（面向+x方向的边）布置。虚设凸块组42布置在第一有源凸块组41与第二有源凸块组43之间。

在图6A中图示的示例中，第一和第二有源凸块组41和43的有源凸块以及虚设凸块组42的虚设凸块布置在半导体器件4的表面上以总体形成上述的三行交错布置。

另一方面，虚设凸块组42的虚设凸块在竖直方向（在图6A中为y轴方向）上具有比有源凸块更长的长度并且在水平方向（在图6A中为x轴方向）上排列。

图6B是图示了在图6A中图示的有源凸块组41、43和虚设凸块组42的布置的详细示例的平面视图，并且图6C是图示了在图6B中指示的截面B-B上的半导体器件4的截面结构的截面视图。

在图6B中图示的结构包括多个第一有源凸块411、多个虚设凸块421、多个第二有源凸块431、多个保护元件427以及用于提供与保护元件427的电连接的多个顶部金属互连423。在图6B中的截面视图中图示的是虚设凸块421、接触部422、顶部金属互连423、第一通孔接触部424、内部互连425、第二通孔接触部426和保护元件427。

在图6B中，提供免于静电放电的保护的保护元件427由虚线所指示，这是因为保护元件427集成在图6A中所示的半导体器件4的主结构46内，其中，如图6C中所示，主结构46包括包含各种元件（包括保护元件427）的半导体衬底46a和提供元件之间的连接的内部互连（如图6C中的元件425所示的那个）。在图6B中图示的其它元件被提供在半导体器件4的主结构46上或之上。

图6B和6C中图示的元件之间的连接如下：每一个虚设凸块421经由接触部422、顶部金属互连423、第一通孔接触部424、内部互连425和第二通孔接触部426（它们以该次序串联连接）与保护元件427电连接。虚设凸块421与保护元件427之间的连接可以依照保护元件427的布置进行各种修改。例如，虚设凸块421和保护元件427可以经由单个通孔接触部而不是第一通孔接触部424、内部互连425和第二通孔接触部426的组合进行连接。可替换地，可以使用附加内部互连和/或通孔接触部。

返回参照图6C，虚设凸块421经由接触部422和顶部金属互连423与主结构46的顶表面46b连接。每一个虚设凸块421以预定间隔从半导体器件4的主结构46的顶表面46b间隔开。虚设凸块421与主结构46的顶表面46b之间的间隔（其主要依赖于接触部422的结构）优选地对于所有虚设凸块421都相等。所有虚设凸块421沿着半导体器件4的主结构46的顶表面46b布置。

尽管未图示，但是第一和第二有源凸块411和431类似于虚设凸块421进行构造。第一和第二有源凸块组41和43的所有有源凸块411和431也沿着半导体器件4的主结构46的顶表面46b布置。优选的是，从半导体器件4的顶表面46b的间隔对于所有有源凸块411、431和虚设凸块421都相等。有源凸块411、431的每一个也经由接触部422、顶部金属互连423、第一通孔接触部424、内部互连425和第二通孔接触部426（它们以该次序串联连接）与保护元件427电连接。然而，应当指出的是，有源凸块411和431还与涉及针对显示面板1的信令的电路连接，这与虚设凸块421不同。

在本实施例中，有源凸块411和431以“三行交错布置”进行布置，这类似于在图3A中图示的布置。在下文中，如关于在图3A中图示的布置的情形那样，有源凸块411和431在水平方向（x轴方向）上排列的间距被称为第一间距，并且有源凸块411和431在竖直方向（y轴方向）上排列的间距被称为第二间距。此外，相邻行的凸块之间的偏移量被称为子间距。

另一方面，虚设凸块421均在竖直方向（y轴方向）上具有大约为有源凸块411和431三倍长的长度，并且在水平方向（x轴方向）上在一行中排列。虚设凸块421在水平方向（x轴方向）上排列的间距优选等于有源凸块411和431排列的第一间距。

该结构根据适于利用ACF的设备安装的凸块布置的均匀度的要求而导出；虚设凸块421的间距可以在某种程度上与有源凸块411和431的间距不同，如果满足该要求的话。应当特别指出的是，定位在顶行中的有源凸块411和431与最接近的虚设凸块421的距离可以以子间距的一到两倍不同于定位在底行中的有源凸块411和431与最接近的虚设凸块421的距离。为了抑制这样的差异对设备安装的影响，凸块411、421和431可以布置成使得定位在中间行中的有源凸块411和431与虚设凸块421的间距是恒定的。

在本实施例中，为了改进由利用AFC的设备安装所要求的布置均匀度，虚设凸块421被设计成使得在竖直方向上的虚设凸块421的长度大约为有源凸块411和431的长度的三倍。虚设凸块421面向+y方向的端（在图6B中为上端）与定位在顶行中的有源凸块411和431的对应端对齐，并且虚设凸块421面向-y方向的端（在图6B中为下端）与定位在底行中的有源凸块411和431的对应端对齐。

因此，在图6B中图示的本实施例中的虚设凸块421的布置即在图6A中图示的虚设凸块组42的布置满足由利用ACF的设备安装所要求的凸块布置均匀度，这如关于图2和3A中所示的布置的情形那样。

此外，本实施例的凸块布置提供了以下优势：在本实施例中，在半导体器件4的主结构46的顶表面46b上，保证了具有有效面积的顶部金属互连放置允许区域45。顶部金属互连放置允许区域45的面积几乎等于由主结构46的顶表面46b的被虚设凸块421所占据的区域。

换言之，本实施例的结构允许移除在图3A中图示的顶部金属互连放置不可能区域35中布置的顶部金属互连的大部分。

一个原因在于，虚设凸块421的总数目减少至大约为图4A中所示的n行交错布置的n分之一，并且用于虚设凸块421的电保护的保护元件421的总数目也相应地减少。如随后描述的，这还改进了模块的放置的容易性。

另一原因在于，将虚设凸块421与半导体器件4的主结构46连接的所有接触部422被设置在上端（面向+y方向）处或其附近。更具体地，与虚设凸块412连接的接触部422对齐于与定位在本实施例中的三行交错布置的顶行中的有源凸块411和431连接的接触部422。

这允许如期望地将顶部金属互连置于顶部金属互连放置允许区域45中。这样的顶部金属互连使得易于将电源电压供应到集成在顶部金属互连下方的主结构46内的模块。

图7A图示了其中电源顶部金属互连53被置于第一实施例中的顶部金属互连放置允许区域45中的示例性结构，并且图7B是图示了图7A中指示的截面C-C上的结构的截面视图。

通过将电源顶部金属互连53和模块57添加到图6B中所示的结构来获得图7A中图示的结构。对应地，通过添加电源顶部金属互连53、第一通孔接触部54、内部互连55、第二通孔接触部56和模块57来获得图7B中图示的截面结构。

图7A和7B中图示的模块57包括集成在半导体器件4的主结构46的半导体衬底46a中并且具有期望的功能的电路块。电源顶部金属互连53形成在半导体器件4的主结构46的顶表面46b上以将电源电压馈送到模块57。如在图7B中所图示的，第一通孔接触部54、内部互连55和第二通孔接触部56集成在半导体器件4的主结构46内，并且相应一个第一通孔接触部54、相应一个内部互连55和相应一个第二通孔接触部56以该次序串联连接。如关于第一通孔接触部424、内部互连425和第二通孔接触部426的组合的情形那样，电源顶部金属互连53与模块57之间的连接可以依赖于模块57的布置而从第一通孔接触部54、内部互连55和第二通孔接触部56的组合进行各种修改。

应当指出的是，电源顶部金属互连53与顶部金属互连423电分离（所述顶部金属互连423用于与保护元件427的电连接）而没有干扰或直接接触。

图7A和7B中图示的其它元件类似于图6B和6C中图示的对应元件进行构造。

应当指出的是，图3A中图示的结构还允许将模块57置于图7A和7B中指示的位置处；然而，这要求将集成在主结构46内的内部互连用作将电源电压馈送到半导体器件4中的模块57的互连。一般而言，集成在主结构46内的内部互连由于内部互连的尺寸（特别是在厚度方向上）上的强约束而趋于具有增大的阻抗。相比而言，其中电源顶部金属互连53被置于虚设凸块421的正下方（如图7A和7B中所示）的本实施例的结构适于将电源电压馈送到被置于电源顶部金属互连53的正下方的模块57。这是因为定位成最接近半导体器件的表面的顶部金属互连在其尺寸（特别是在厚度方向上）方面具有增加的灵活性。

电源顶部金属互连53还具有在路由方面的灵活性，这是因为在本实施例中移除了图3A中图示的顶部金属互连323；例如，如在图7A中所图示的，电源顶部金属互连53可以被路由成使得电源顶部金属互连53在虚设凸块421之下与相邻的两个虚设凸块421相交。

在下文中，给出关于虚设凸块421的长度的本实施例的变型的描述。

图7C图示了其中虚设凸块421的长度被减小的图7A中图示的结构的一个修改。在图7A中图示的结构中，虚设凸块421面向-y方向的端（在图7A中为下端）与定位在三行交错布置的底行中的有源凸块411和431的对应端对齐。然而，该结构仅是一个示例；虚设凸块421的端可以不与定位在底行中的有源凸块411和431的对应端对齐。然而，鉴于由利用ACF的设备安装所要求的布置均匀度，优选的是，虚设凸块421具有有源凸块411和431的长度的2.5倍或更多倍的长度（对于三行交错布置），或者具有有源凸块411和431的长度的1.5倍或更多倍的长度（对于两行交错布置）。

图7D图示了其中虚设凸块421的长度被进一步减小的图7A中图示的结构的另一修改。图7D中图示的结构中的虚设凸块421的长度短于图7C中图示的结构中的虚设凸块421的长度；在一个比较中，图7D中图示的结构中的虚设凸块421的长度仅稍长于在三行交错布置中进行布置的有源凸块411和431的第二间距。更具体地，图7D中图示的结构中的虚设凸块421具有这样的长度：使得虚设凸块421在y方向上从对齐于与定位在顶行中的有源凸块411和431连接的接触部422的位置延伸到对齐于与定位在中间行中的有源凸块411和431连接的接触部422的位置。

本实施例的上述优点也可以在虚设凸块421具有图7C和7D中图示的长度时获得。

（第二实施例）

图8A图示了根据第二实施例的半导体器件4中的虚设凸块421、有源凸块411和431以及电源顶部金属互连53的布置的一个示例，并且图8B是图示了图8A中图示的截面D-D上的半导体器件4的截面结构的截面视图。本实施例中的半导体器件4的总体结构与图6A中图示的第一实施例的半导体器件4的总体结构类似。

通过如下那样修改根据图7A和7B中图示的第一实施例的结构来获得根据图8A和8B中图示的本实施例的结构：顶部金属互连423在-y方向（在图8A中为向下的方向）上延伸并且接触部422也在-y方向上移动。尽管在图6A、6B、7A和7B中图示的第一实施例中接触部422在虚设凸块421面向+y方向的端部分（在图6B和7A中为上端）处与虚设凸块421连接，但是在本实施例中接触部422现在在远离面向+y方向的端的位置处与虚设凸块421连接。

如本实施例中所记载的，虚设凸块421与接触部422连接的位置可以灵活地修改。这样的灵活性可以与在其它实施例中记载的其它灵活性组合。

（第三实施例）

图9A图示了根据第三实施例的半导体器件4中的虚设凸块421、有源凸块411和431以及电源顶部金属互连53的布置的一个示例，并且图9B是图示了在图9A中图示的截面E-E上的半导体器件4的截面结构的截面视图。本实施例中的半导体器件4的总体结构与在图6A中图示的第一实施例的半导体器件4的总体结构类似。

通过如下那样修改根据图7A和7B中图示的第一实施例的结构来获得根据图9A和9B中图示的本实施例的结构：接触部62和顶部金属互连63附加地与每一个虚设凸块421连接，以用于加强与每一个虚设凸块421的连接。

每一个顶部金属互连63在对应的虚设凸块421的中间部分正下方的位置处被设置在半导体器件4的主结构46的顶表面46b上，以使得每一个顶部金属互连63不干扰电源顶部金属互连53。每一个接触部62连接在相应一个虚设凸块421与相应一个顶部金属互连63之间。

在本实施例中，每一个虚设凸块421的中间部分利用接触部62和顶部金属互连63而被固定于主结构46的顶表面46b。该附加结构有效地抑制了具有比有源凸块411和431的长度更长的长度的虚设凸块421的结构缺陷，包括在与主结构46的连接部分处的变形、虚设凸块421的破损以及虚设凸块421的剥落。

应当指出的是，如在图9A和9B中所示，本实施例中的半导体器件4的其它元件类似于第一实施例中的图7A和7B中所示的对应元件进行构造。

（第四实施例）

图10A图示了根据第四实施例的半导体器件4中的虚设凸块421、有源凸块411和431以及电源顶部金属互连53的布置的一个示例，并且图10B是图示了在图10A中图示的截面F-F上的半导体器件4的截面结构的截面视图。本实施例中的半导体器件4的总体结构类似于在图6A中图示的第一实施例的半导体器件4的总体结构。

通过如下那样修改根据图7A和7B中图示的第一实施例的结构来获得根据图10A和10B中图示的本实施例的结构：接触部72和顶部金属互连73附加地与每一个虚设凸块421连接，以用于加强与每一个虚设凸块421的连接。

每一个顶部金属互连73在相对于与接触部422连接的端部分的对应虚设凸块421的端部分正下方的位置处被设置在半导体器件4的主结构46的顶表面46b上，以使得每一个顶部金属互连73不干扰电源顶部金属互连53。每一个接触部72连接在相应一个虚设凸块421与相应一个顶部金属互连73之间。

同样在本实施例中，如关于第三实施例的情形那样，每一个虚设凸块421的端部分利用接触部72和顶部金属互连73而被固定于主结构46的顶表面46b。该附加结构有效地抑制了具有比有源凸块411和431的长度更长的长度的虚设凸块421的结构缺陷，包括在与主结构46的连接部分处的变形、虚设凸块421的破损以及虚设凸块421的剥落。

应当指出的是，如在图10A和10B中所示，本实施例中的半导体器件4的其它元件类似于第一实施例中的图7A和7B中所示的对应元件进行构造。

尽管在上文具体描述了本发明的各个实施例，但是本发明不应解释为限于上述实施例。本领域技术人员将了解到，可以在不脱离本发明的范围的情况下利用各种修改来实现本实施例。

只要不发生技术矛盾，则在上述实施例中记载的相应特征可以进行各种组合。应当特别指出的是，可以同时使用第三和第四实施例中记载的顶部金属互连63和73以及接触部62和72，并且可以设置进一步附加的顶部金属互连和接触部，以用于加强与凸块的连接。只要不发生与有源凸块411、431和电源顶部金属互连53的干扰，则可以灵活地组合用于加强与凸块的连接的顶部金属互连和接触部的添加、虚设凸块的长度的修改、以及将虚设凸块与保护元件连接的接触部的位置的修改。

Claims (11)

1.一种半导体器件，包括：

主结构，包括半导体衬底；

多个有源凸块，被提供在主结构的表面之上；以及

多个虚设凸块，被提供在主结构的表面之上，

其中有源凸块布置在第一到第n行中，其中n为等于二或更大的自然数，

其中定位在第一到第n行的每一个中的有源凸块以第一间距在包括于主结构的表面中的第一方向上排列，

其中有源凸块的第一到第n行以升序在包括于主结构的表面中并且垂直于第一方向的第二方向上排列，

其中，对于作为从1到n-1的任何一个整数的j而言，有源凸块的第（j+1）行在第二方向上以第二间距从有源凸块的第j行偏移并且在第一方向上以预定的子间距从有源凸块的第j行偏移，

其中在有源凸块的第一到第n行中，虚设凸块以第一间距在第一方向上排列于有源凸块之间，从而增强凸块布置的均匀度，并且

其中每一个虚设凸块在第二方向上的长度长于第二间距。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

多个有源凸块接触部，经由其有源凸块分别与主结构的表面连接；以及

多个虚设凸块接触部，经由其虚设凸块分别与主结构的表面连接，

其中有源凸块接触部布置在第一到第n行中，

其中有源凸块接触部的第一到第n行以升序在第二方向上排列，

其中定位在第一到第n行的每一个中的有源凸块接触部在第一方向上以第一间距排列，

其中对于作为从1到n-1的任何一个整数的j而言，有源凸块接触部的第（j+1）行在第二方向上以第二间距从有源凸块接触部的第j行偏移并且在第一方向上以子间距从有源凸块接触部的第j行偏移，并且

其中虚设凸块接触部以第一间距在第一方向上排列。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：

多个有源凸块保护元件，分别为有源凸块提供电保护；

多个第一顶部金属互连，分别提供经由有源凸块接触部的有源凸块保护元件与有源凸块之间的电连接；

多个虚设凸块保护元件，分别为虚设凸块提供电保护；以及

多个第二顶部金属互连，分别提供经由虚设凸块接触部的虚设凸块保护元件与虚设凸块之间的电连接，

其中顶部金属互连形成在主结构的表面上，以通过从虚设凸块中选择的相邻两个虚设凸块之间的区域。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：

多个有源凸块保护元件，分别为有源凸块提供电保护；

多个第一顶部金属互连，分别提供经由有源凸块接触部的有源凸块保护元件与有源凸块之间的电连接；

多个虚设凸块保护元件，分别为虚设凸块提供电保护；

多个第二顶部金属互连，分别提供经由虚设凸块接触部的虚设凸块保护元件与虚设凸块之间的电连接；以及

第三顶部金属互连，形成在主结构的表面上并且与第一和第二顶部金属互连电分离，

其中第三顶部金属互连与虚设凸块的相邻两个相交。

5.根据权利要求3所述的半导体器件，其中虚设凸块接触部分别在虚设凸块的第二方向上的端部分处与虚设凸块连接。

6.根据权利要求3所述的半导体器件，其中虚设凸块接触部分别在虚设凸块的第二方向上的中间部分处与虚设凸块连接。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，还包括：

多个虚设凸块加强接触部，与相应的虚设凸块的第二方向上的中间部分连接；以及

多个第四顶部金属互连，形成在主结构的表面上并且分别与虚设凸块加强接触部连接。

8.根据权利要求4所述的半导体器件，还包括：

多个虚设凸块加强接触部，与相应的虚设凸块的第二方向上的其它端部分连接；以及

多个第四顶部金属互连，形成在主结构的表面上并且分别与虚设凸块加强接触部连接。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中虚设凸块在第二方向上的长度为有源凸块在第二方向上的长度的1.5倍或更多倍。

10.根据权利要求2所述的半导体器件，其中虚设凸块接触部的上端或下端在第一方向上与定位在第一行中的有源凸块接触部对齐，并且

其中虚设凸块的第二方向上的相应端与定位在第n行中的有源凸块的第二方向上的相应端对齐。

11.根据权利要求2所述的半导体器件，其中虚设凸块接触部沿着半导体器件的一个边排列。